宽带OFDM系统的编码技术研究

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随着移动通信的发展,OFDM技术已经被众多标准组织例如3GPP和IEEE802.16e列入其标准中。同时因为OFDM的可靠性高,它也经常和ⅣnMO技术相结合以提高系统的传输率。本文主要研究MIMO-OFDM系统中的编码技术,其中的空时/频块码(包括解码检测)和信道编码是主要研究对象。 主要介绍了无线信道,OFDM以及MIMO技术的相关原理,并从理论和系统模型相结合分析了它们各自的特点。接着引入了MIMO-OFDM系统的概念,并介绍了分集技术的相关概念。以发送分集中的空时/频块码的OFDM系统为例阐述了编码的设计准则,并以Alamouti分集方案建立具体模型分析了空时/频块码系统在各种不同条件下的性能,比如天线数、星座调制方法和多普勒频移,得出了MIMO-OFDM系统中空频编码优于空时编码的结论,体现在平坦快衰落信道中空频编码方案性能好3dB。 讨论了空时/频块码系统中的几种接收检测算法。除了常用的迫零算法、判决反馈均衡器和最大似然解码算法外,还提出了一种叫做联合最大似然解码的算法。该算法基于对接收信号中的数据符号和信道矩阵信息进行两次求最小值解码。通过实验,结果显示联合最大似然解码算法比其它的三种算法性能至少好3dB。同时讨论分析了加入多径相关性分量的检测算法,实验结果显示比普通的检测算法性能也有3-5dB的改善。 阐述空时/频块码与信道编码的级联系统。从卷积码和Turbo码出发,介绍了具体的编译码过程和结构。接着选取具有可行性的卷积码和Turbo码方案与前面的空时/频编码系统级联进行仿真,结果表明误码性能比起未加入信道编码的空时/频编码的OFDM系统有了较明显的改善。说明加入复杂度有限的信道编码可以提高空时/频编码OFDM系统的可靠性,性能改善随着信噪比的增加而越发明显,一般提高2-6dB左右。
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